JPS61223113A - ベルレス式高炉の原料装入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明社、高炉、シャフト炉等の竪型炉の原料装入装置
よシ具体的には、原料を貯留ホッパー。

炉内旋回シュートを備えたベルレス式原料装入装置にお
いて適用されるもので、貯留ホッパーから排出される原
料の経時的粒度変化を制御することによって炉内におけ
る装入原料の粒度分布を制御する方法に関する、もので
ある。

（従来の技研） 粉粒体（以後、原料と呼ぶ）を貯留・排出するホッパー
に於いて、原料粒径にばらつきがめる場合には、一般に
第６図に示すように、貯留時に細粒１６がホッパー中心
部、粗粒ｌツがホッパー周辺部に分布することがよく知
られている〇そして、この貯留された原料をホッパー下
部排出孔から排出させた場合は、第マ図に示すようにホ
ッパー中心部の原料が先に排出され、周辺部の原料が後
に排出される１いわゆるファンネル・フローと呼ばれる
排出流となる場合が多いこともよく知られている０ この結果１細粒１６が先に排出され、後に粗粒１７が排
出される事になシ、経時的粒度変化は、第８図のように
右上がシの特性を示すことになる。

したがって例えばベルレス式高炉の原料装入装置におい
ては、このような特性を積極的に生かせる場合もあるが
、時々刻々と変化する炉況に応するｔめ原料の経時的粒
度変化を小さく、即ちフラットな特性を得るための手段
が要請されている。

そしてこのための手段の１つとして、例えば、第９図に
示すように・ホッパーの排出孔の上方に整流板１５７に
設け、この整流板１５によってホッパー内の原料の排出
を制御して経時的粒度変化を小さくするようにした技術
がある。（実願昭６９−３３８１０号）この技術におい
ては１原料貯留時に、整流板１５の傾斜面に溜って原料
の流れ込み１日を生じさせ、粗粒１７をホッパー１９の
中心部まで分布させるようにする。さらに第１０図に示
すように整流板１５の開孔２０の穴径を、ホッパー下部
排出孔１０の穴径よシ小さくしているのでホッパ−１９
中心部の原料排出流径２１を絞って”、原料の排出を抑
制することによシ、整流板１５の周囲からの原料排出２
２を促進させ、結果としてホッパ−１９内中心部原料２
３と周辺部原料２４とを同時に排出させる効果を生ずる
。したがって排出原料の経時的粒度変化は、第１１図に
示す様に、フラットな特性となる。

ところでこれらの経時的粒度分布は・ベルレス式原料装
入装置の炉内シュートを介して炉内に原料が投入される
時に、炉内堆積原料の径方向での粒度分布に影響を与え
る。

この＃Ｌ破をｇｌＺ図に基いて説明する。この例は炉内
シュートを順次炉壁側から炉心側に傾動させた場合であ
る〇 第１２図においてＡ点から炉心までの範囲は原料の流れ
込みによシ分布が形成されることになシＡ点から炉心の
範囲では原料粒度の自然分級による粒度偏析がおこるの
が普通であシ、第ｘｘｇのようなフラットな特性の経時
的粒度分布をもった原料の場合は第１４図に示すように
炉内の粒度分布はフラット化するがＡ点から炉心までの
範囲は自然分級によシ炉心部に若干粗くなって行く。

前記、第９図のような従来の整流板を設けた技術は、も
ともとフラットな特性のみを得る目的音もったものであ
り、第８図に示す様な右上がプの特性を得る場合、ある
いは中間的な特性を得る場合には、整流板そのものの取
り外しあるいは、付は替えが必要であシ、これは現実的
には実用化が困難である。又、整流板を取）替えた場合
、原料排出時の流量に影響を与えるので流量制御系をは
じめ操業条件を大巾に変更する等の処置が必要となシ、
好ましくない〇 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は前述した従来の整流板を有する貯留ホッパーに
おける欠点を解消するためになされたものであシ・貯留
ホッパーからの原料排出流量に影響を与えることなく貯
留ホッパーから排出される原料粒度の経時的変化を任意
に制御できるようにし、炉内旋回シュートの傾動角度の
制御と相撲って炉内装入原料の粒度分布を任意に制御で
きるようにしたものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は粒径に巾のめる粉粒状の原料を貯留ホッパー、
炉内旋回シュートを介して炉内に装入するようにしたベ
ルレス式高炉の原料装入装置において、貯留ホッパーの
上部に設けた原料分配装置により１゛投大原料を該貯留
ホッパー内の所望の位置に落下させ、堆積時の分級効果
により細粒及び粗粒を排出順序を考慮した位置に堆積分
布させることによシ該貯留ホッパーから排出される原料
の経時的粒度変化を制御すると共に炉内旋回シュートの
傾動角を制御して炉内装入原料の粒度分布を経時的に制
御することを特徴とするものである＠以下本発明につい
て詳細に説明する。

先ず、本発明を実施するための装置の構成例について第
１図を参照しつつ説明する。ＢＱは炉頂装入コンベヤー
、１は貯留ホッパーで、その上部に投入シュート７を有
し、その投入シュートラの下方に投入原料分配用の反射
板２が取シ付けてあり、この反射板２は、２枚の平板２
ａ、２ｂで構成されている。この２枚の板２ａ、２ｂは
、その自　　　　　　　　　傾斜角度及び板間のす！！
ま（以後スリットと言う）３が自由に変えられる構造と
なっており・軸番を支点として回動可能に支持されてい
る。この反射板２の傾斜角［ｅ変更する場合は、シリン
ダー５を駆動させ、スリット中を変更する場合はシリン
ダー６ａ　、６ｂｉ駆動する。貯留ホッパーｌ内に貯留
された原料を排出する際には１切出しゲート８をシリン
ダー９にて駆動し・開く事によって行なう。Ｐは垂直シ
ュート、ｓｈは炉内旋回シェード、Ｗは高炉炉頂部の炉
壁・Ｍは装入原料である０次に作用について第２図〜第
４図を参照しつつ説明する。

第２図は投入シュートラから直接貯留ホッパーｌ“内に
投入された原料の標準的な排出順序を示したものでめシ
、原料は貯留ホッパー１の排出孔１０からａ、ｂ、ｃ　
・・・・の順番で排出される。

第３図は投入シュートラから反射板２を介して貯留ホッ
パー１に投入された原料の標準的な排出順序を示したも
のである。

纂３図囚）は、反射板２のスリット中を最大にした場合
を示し、この場合においては投入シュート１から投入さ
れた原料は投入シュートラから１２の軌跡を描いて貯留
ホッパー１の排出孔１０の上部から×だけ離れた位置に
落下する。

第３図（Ｂ）は反射板２のスリット中を中間に調整した
場合を示し、この場合、投入された原料の一部は反射板
２によって反射され１３ａの軌跡を描いて落下し、反射
板２で反射されず反射板２のスリットを通過した原料は
１３ｔ）の軌跡を描いて落下する。反射板２によって反
射された原料の落下軌跡１３ａと、反射板２のスリット
を通過した原料の落下軌跡１３ｂは、貯留ホッパー１の
排出孔１ｏを中心にはｙ対称である〇 第３図（Ｃ）は反射板２のスリット中を０即ちスリット
を完全に閉じた場合を示し、この場合投入シュートラか
ら投入された原料は全て反射板２によ１　　　　　　　
　つて反射され１４の軌跡を描いて貯留ホッパー１の排
出孔１０の上部に落下する。ただし、この場合反射板２
の傾斜角度を、調整して投入シュートラからの原料を貯
留ホッパー１の排出孔ｌＯの直上に垂直に落下させるよ
うに制御する必要がある。

堆積原料の山の頂点は原料の落下軌跡とはｙ一致して移
動すると看なせるので、その位置は反射板２の角度とス
リット位置の調整によって貯留ホッパー１に貯留時形成
される原料の山の位ｆｌ−任意に移動することができる
。

一般に粉粒状原料における分級は、粗粒が原料の山の斜
面を転がっていく事と、細粒が粗粒のすきまに入り込み
落下点からあｔｂ移動しない事によって発生する事が知
られている・その為、第３図仏バＢ）（（２）の落下軌
跡に対応するホッパー内粒度分布唸、第４図（Ａ）（Ｂ
）（０）に示す様になる。結果として第２図の排出順序
と、第４図（Ａ）（Ｂ）（０）の粒度分布から原料排出
時の経時的粒度変化を反射板２の傾斜角度、スリット中
の調整によって制御することができる。

第４図（Ａ）（ＢＸＯ）のように粒度分布で貯留ホッパ
ー１内に貯留された原料を貯留ホッパーｌの排出孔１０
から排出させた場合の経時的な粒度変化は第５図のＡ、
Ｂ、Ｃに示すようになる。

即ち、第４図（蜀のような粒度分布を有する場合は最初
に排出される原料は中径、大径であるため排出初期では
平均粒径は大きく出るが細粒の排出開始と共に次第に平
均粒径は小さくなシ、中粒。

大粒の排出が再度開始されることに伴ない次第に平均粒
径は大きくなる傾向を示し、Ａ線のように経時的に変化
する。

第４図φ）のような粒度分布を有する場合は、貯留ホッ
パー１の排出孔１０から排出される場合の全体の粒度バ
ランスがとれておりＢ線のように平均粒径の経時的な変
化は殆んどない。

誦４図（Ｃ）のような粒度分布を有する場合は細粒−か
ら排出され、中粒ついで大粒と排出されるので平均粒径
は次第に大きくなシＣ線のように経時的に大きく変化す
ることになる。

このように平均粒径が経時的に変化する貯留ホッパーｌ
からの排出原料を第１２［１！！ｌに示すように炉内旋
回シュー）ａｈを介してその傾動角度を調整し、炉壁側
から炉心側Ａ点（落下位置）まで分配装入した場合の炉
内装入原料の粒度の経時的変化を第１３〜１５図に示し
た。

第１３図は第５図のＡのように平均粒径が経時的に変化
する場合の炉内装入原料粒度の経時的分布を示すもので
あシ・この場合においては炉壁側から炉心側Ａ点に至る
まで、原料の平均粒度は初期において一時的に小さくな
るがその後・炉壁側Ａ点に至るまで次第に大きくなりＡ
点から炉心までの粒径は自然分級によシ更に次第に大き
くなる傾向を示す。

８ｇ１４図はＭ５図のＢのように平均粒径が経時的に変
化する場合の炉内装入原料の粒度の経時的分布を示すも
のであ勺、この場合においては、炉壁側から炉心ｌｌ１
ｌＡ点に至るまで炉内装入原料の粒度は殆んど変化せず
、Ａ点から炉心までは自然分級によシ粒度は若干大きく
変化していく。

第１５図は、第５図のＣのように平均粒径が経時的に変
化する場合の炉内装入原料の炉径方向における粒度の経
時的変化を示すものであ勺、この場合にお込ては炉壁側
から炉心ｍＡ点に至るまで炉内装入原料の粒度は次第に
大きくなシーＡ点から炉心に至るまでは自然分級作用に
よシ更に大きく変化していく。

以上のように本発明者等は貯留ホッパー内の原料の粒度
分布は、貯留ホッパーからの排出原料の経時的粒度変化
と、炉内旋回シュートを介して炉内に装入された原料の
炉径方向における経時的粒度分布と明確に対応している
ことを見出した＠本発明はこのような現象を利用して貯
留ホッパー内の原料の炉径方向の経時的粒度分布を制御
して、炉内における装入原料の炉径方向の経時的粒度分
布を制御するものであシ、好適な高炉操業条件を確保す
るために予め設定（想定）される種々な炉内装入原料の
炉径方向における粒度分布ノミターンとこれを得るため
の貯留ホッパー内原料の粒度分布パターンとこの貯留ホ
ッパー内原料の粒度。

パターンを得るための貯留ホッパー上部の原料分配装置
による原料落下位置調整パターンを求めておき、炉況に
応じてこれらのパターンを適宜選定し、使い分けること
によって最終的に好適な高炉操業条件を得るために好適
な炉内装入原料の炉径方向粒度分布を確保しようとする
ものである。この場合、貯留ホッパー内における原料の
粒度分布あるいは貯留ホッパーからの排出順序に変動を
生ずる場合もありうるので、制御精度を上げるため貯留
ホッパー内における原料の粒度分布状況、貯留ホッパー
からの原料の排出順序等を検知すると共に炉内における
装入原料の粒度分布等の舒、内状況を検知し、随時必要
に応じて貯留ホッパー内原料の粒度分布を調！Ｉ（補正
）するようにすることがより好ましい。゛ なお、本例においては炉内旋回シュートの傾動角度制御
による炉内における原料の経時的粒度分布領域は炉壁か
らＡ点１での（１）域とし、Ａ点から炉心までは自然分
級域（Ｉｔ）としたが、炉内旋回シュートの傾動角度を
制御して経時的粒度分布領域（Ｉｔの範囲を制御するこ
とによって・自然分級領域を任意に制御することができ
る。

したがって経時的粒度分布領域＋１）と自然分級領域■
）の範囲を任意に制御することによって炉壁から炉心に
至る炉内装入原料の経時的粒度分布パターンを制御する
ことができる。

（自然分級作用を有効に利用することができる又、貯留
ホッパー内の原料分配装置、貯留ホッパーからの原料排
出、炉内旋回シュートの傾動角、　　　　　　　旋回速
度等の制御は、原料の種類１粒度９重量等および炉況等
の変化に応じて行なうが１この制御は連動的に行なって
も良く、あるいは手動的に行なうようにしても良い。

尚、本発明を実施するための装置としては前述の第１図
に示すようなものに限定される事なく、反射板２のスリ
ット巾を変える事、反射板２ａ。

２ｂの面を同一平面内に設置せず−ろる角度を持たせる
事、反射板を平板ではなく曲面を持つ板にする事、駆動
力を他の駆動力にする事、あるいはスリット付反射板２
及び投入シュート１のかわりに、分配シュートを持つ事
等は、任意であシ、堆積時の分級効果を利用し、原料の
排出順序を考慮した貯留ホッパー内粒度分布を得るとい
う本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更を加え得る
事；　　は勿論である。

（発明の効果） 以上説明した如く、本発明に係る、排出原料の経時的粒
度変化制御方法では、貯留ホッパーがらの原料排出時、
その流量に影響を与える事なく、容易に経時的粒度変化
を制御可能にして炉内旋回シュートの傾動に対応して炉
内の粒度分布を制御する事が可能である。

【図面の簡単な説明】

ｇ１図ｔＡ）　、　ＣＢ）は本発明を実施する装置の１
例を示す概略説明図で仏）は全体の配ｔｔを示す説明図
、（Ｂ）は（Ａ）における反射板の駆動機構説明図、第
２図は第１図の貯留ホッパーと同タイプの一般的なホッ
パーにおける原料の排出順序を示す説明図、第３図（Ａ
）　、　（Ｂ）　、　（ｃ）は第１図の貯留ホッパーに
おける反射板の作用による原料の落下軌跡と堆積分布形
状の推移を示す図で、（４）は反射板のスリット巾を全
開とした場合、（Ｂ）は反射板のスリット巾を中間とし
た場合、（Ｃ）は反射板のスリット巾をＯとした場合を
夫々示す。第４図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃりは第
３図におけるホッパー内原料の粒度分布を示す説明、図
で、（ＪＪは第３１１！！Ｉの（ＡＪの場合のもの、（
Ｂ）は第３図の（Ｂ）の場合のもの、（０）は第３図の
（Ｃ）の場合のものを示す、第５図は第４図のような粒
度分布している原料をホッパーから排出した場合の原料
の平均粒径の経時的変化を示す説明図で、ＡＭは第４図
の（Ａ）の粒度分布の場合、ＢＷａはａｇ４図の（Ｂ）
の粒度分布の場合、Ｃ線は第４図の（Ｃ）の粒度分布の
場合を示す。 第６図は従来の一般的なホッパー内における原料の標準
的な粒度分布を示す説明図であ！０　、（Ａ）は平面図
ＪＢ）は側断面説明図、第７図は第６図のようにホッパ
ー内に貯留された原料の標準的な排出順序を示す説明図
で、体）は平面図、（Ｂ）は側断面説明図、第８１１１
１は第７図のような順序で、原料がホッパーから排出さ
れる場合の平均粒径の経時的変化を示す説明図、８ｇ９
図は従来の整流板をホッパー下部に設けた場合のホッパ
ー内原料の粒度分布とホッパー下部からの排出順序を示
す説明図でハ）は平面図、（靭は側断面説明図、ｇ１０
図は第９図のような粒度分布状態の原料をホッパーから
排出した場合の原料の排出順序を示す説明図で（Ａｔは
平面図、（１！ｊは側断面説明図、第１１図は第１０図
に示すホッパーから排出した原料の経時的粒度変化を示
す図〜第１２図は炉内旋回シュー１傾動させて装入原料
を分配する態様を示す図、第１３図Ｓ１５図は第５図の
ようにホッパーから排出時経時的に粒度が変化する原料
を炉内旋回シュートにょシ炉内に原料を装入した場合の
炉内における炉径方向の粒度分布形状を示す説明図で、
ｆｇｘｓ図は第５図のＡ線のように平均粒径が経時的に
変化する場合、第１４図は第５図Ｂ線のように平均粒径
が経時的に変化する場合、第１５図は第５図Ｃ線のよう
に平均粒径が経時的に変化する場合を夫々示している。 ｌ・・・・・・貯留ホッパー ２・・・・・・反射板 ３・・・・・・スリット ｓｈ・・・・・・炉内旋回シュート 第１図 、　　　　　　　第２図 第３図 （Ａ）ＣＢ） ＄４１ｉ１ い）（Ｂ） （Ｃ） 第５１Ｉｌ 樽か−／次排雪時ｆＡ 第６ｗＪ４ （Ａ） （Ｂ） 第７図 〔Ａ） （Ｂン 第８図 ｔｌＩ！出晴間／全徘動セ語 第９１１ （ｉ３） 第１Ｑｔｉ！１１ （Ａｌ 第ｕ図 ４非１時閘／午搏ｌ′３４関 ＷＳ１加 第１３図　　　　　　　　　　　　　第置４図＄１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒径に巾のある粉粒状の原料を貯留ホッパー、炉
   内旋回シュートを介して炉内に装入するようにしたベル
   レス式高炉の原料装入装置において、貯留ホッパーの上
   部に設けた原料分配装置により投入原料を該貯留ホッパ
   ー内の所望の位置に落下させ、堆積時の分級効果により
   細粒及び粗粒を排出順序を考慮した位置に堆積分布させ
   ることにより該貯留ホッパーから排出される原料の経時
   的粒度変化を制御すると共に炉内旋回シュートの傾動角
   を制御して炉内装入原料の粒度分布を経時的に制御する
   ことを特徴とする高炉の原料装入方法。